Ионоселективный электрод — Ion-selective electrode
Ион-селективный электрод ( ИН ), также известный как специфические ионный электрод ( SIE ), представляет собой датчик (или датчик ) , который преобразует активность конкретного иона , растворенный в растворе в электрический потенциал . Напряжение теоретически зависит от логарифма ионной активности согласно уравнению Нернста . Ион-селективные электроды используются в аналитической химии и биохимических / биофизических исследованиях, где измерение ионной концентрации в качестве водным раствора требуется.
Типы ионоселективной мембраны
Существует четыре основных типа ионоселективных мембран, используемых в ионоселективных электродах (ИСЭ): стеклянные, твердотельные, жидкие и составные.
Стеклянные мембраны
Стеклянные мембраны изготавливаются из стекла ионообменного типа ( силикатного или халькогенидного ). Этот тип ИСЭ имеет хорошую селективность , но только для нескольких однозарядных катионов ; в основном H + , Na + и Ag +
Халькогенидное стекло также имеет селективность по отношению к двухзарядным ионам металлов, таким как Pb 2+ и Cd 2+ . Стеклянная мембрана обладает превосходной химической стойкостью и может работать в очень агрессивных средах. Очень распространенным примером этого типа электродов является стеклянный pH-электрод .Кристаллические мембраны
Кристаллические мембраны состоят из моно- или поликристаллитов одного вещества. Они обладают хорошей селективностью, потому что только ионы, которые могут проникнуть в кристаллическую структуру, могут повлиять на отклик электрода . В этом основное отличие электродов этого типа от электродов со стеклянной мембраной. Отсутствие внутреннего решения снижает потенциальные переходы. Селективность кристаллических мембран может быть как по катиону, так и по аниону мембранообразующего вещества. Примером может служить фторид-селективный электрод на основе кристаллов LaF
Мембраны из ионообменной смолы
В основе ионообменных смол лежат специальные органические полимерные мембраны, содержащие специфическое ионообменное вещество (смолу).
Это наиболее распространенный тип ионоспецифического электрода. Использование специальных смол позволяет изготавливать селективные электроды для десятков различных ионов, как одноатомных, так и многоатомных. Они также являются наиболее распространенными электродами с анионной селективностью. Однако такие электроды обладают низкой химической и физической прочностью, а также «временем жизни». Примером может служить селективный калиевый электрод на основе валиномицина в качестве ионообменного агента.
Ферментные электроды
Ферментные электроды определенно не являются настоящими ионно- селективными электродами, но обычно рассматриваются в рамках темы ионно-специфических электродов. Такой электрод имеет механизм «двойной реакции» — фермент реагирует с определенным веществом, и продукт этой реакции (обычно H + или OH 
Примером являются электроды, селективные для глюкозы .
Щелочной металл ISE
Были разработаны электроды для каждого иона щелочного металла: Li + , Na + , K + , Rb
Смотрите также
Ссылки
внешние ссылки
<img src=»https://en.wikipedia.org//en.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>ИОНОСЕЛЕКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ • Большая российская энциклопедия
В книжной версии
Том 11.
Скопировать библиографическую ссылку:
Авторы: Н. В. Шведене
ИОНОСЕЛЕКТИ́ВНЫЕ ЭЛЕКТРО́ДЫ (ИСЭ), аналитич. устройства, позволяющие идентифицировать конкретный тип ионов и дающие информацию об их количестве в виде электрич. сигнала – равновесного электродного потенциала, который функционально связан с активностью (концентрацией) определяемого иона в анализируемом растворе. ИСЭ являются разновидностью химических сенсоров. ИСЭ имеют малые габариты, просты в эксплуатации, предоставляют возможность непрерывного измерения концентрации определяемых ионов и автоматизир. использования, могут работать автономно.
ИСЭ снабжены ионочувствительной мембраной, отделяющей стандартный раствор, содержащий определяемые ионы, от анализируемого раствора. Мембрана обладает ионообменными свойствами, причём её проницаемость для ионов разного типа различна, что, как правило, позволяет осуществлять высокоселективные определения. Различают ИСЭ со стеклянными, твёрдыми (на основе моно- и поликристаллич. веществ) и жидкими (на основе растворов жидких ионитов или природных и синтетич. макроциклич. соединений) мембранами. Жидкие мембраны удерживаются с помощью пористых плёнок.
Способность стеклянной мембраны реагировать за счёт ионообменных свойств стекла на изменение концентрации ионов водорода была обнаружена в нач. 20 в. Изучив это свойство, Ф. Габер сконструировал в 1909 стеклянный электрод, который применяется для определения ионов водорода ($\ce{pH}$ раствора).
В исследуемом растворе на поверхности мембраны устанавливается электрич. потенциал (см. в ст. Мембранный потенциал), являющийся функцией активности определяемого иона А и селективности мембраны к иону А в присутствии постороннего иона В. Для гальванич. элемента, состоящего из ИСЭ и электрода сравнения, эдс описывается выражением: $$E=E_{\text{const}}+\frac{0,059}{z_{\text{A}}} \lg (a_{\text{A}}+K_{\text{A/B}} a_{\text{B}}^{z_{\text{A}}/z_{\text{B}}}) ,$$ где $a_{\text{A}}$ и $a_{\text{B}}$, $z_{\text{A}}$ и $z_{\text{B}}$ – активности и заряды определяемого и постороннего ионов соответственно, $K_{\text{A/B}}$ – коэф.
селективности, $E_{\text{const}}$ учитывает потенциал электрода сравнения. По величине эдс рассчитывается активность определяемого иона.
ИСЭ используют в ионометрии для установления концентрации разл. ионов, изучения химич. равновесий, автоматизир. контроля производств. процессов и объектов окружающей среды. Разрабатываются селективные ионочувствительные датчики для определения органич. соединений, в частности лекарственных препаратов, компонентов биологич. жидкостей. Перспективно создание микроэлектродов для работы с очень малыми объёмами растворов, напр. для внутриклеточных измерений. Наборы ИСЭ с невысокой селективностью, работающие в режиме нейронных сетей, используют для распознавания вкуса или запаха разл. веществ (т. н. электронный нос и электронный язык – см. в ст. Сенсоры химические).
Ионоселективные электроды ЭЛИС — ООО «Измерительная техника»
ВНИМАНИЕ!
В Интернет, а так же в соцсети «Одноклассники» появилась фейковая страница с продажей оборудования фирмы BOSCH и других со значительными скидками, при этом используются реквизиты нашей компании (ИНН, КПП, ОГРН, адрес), платежные реквизиты НЕ наши.
К данным гражданам мы НЕ имеем никакого отношения. Официальный сайт только этот.
Будьте внимательны!
Прайс-лист на электроды по запросу.
Данный измерительный или индикаторный прибор представляет собой устройство с мембраной, чувствительной только к определенному иону или типу ионов.
К основным преимуществам ионоселективных электродов серии ЭЛИС можно отнести их портативность, отсутствие воздействия на исследуемый раствор, универсальность (возможность применения в качестве индикаторов и пригодность для прямых определений).
Выбирать модель прибора следует исходя из его предназначения и технических параметров. В данном разделе нашего каталога представлены ионоселективные электроды с мембранами чувствительными к следующим ионам: NH4+, K+, NO3—, Ca+2, Ag+, Cu+2, Cd+2, Pb+2, F—, Cl—, Br—, J—, Li+, Na+.
Диапазон температур представленных электродов колеблется от 5 до 100 °С.
ЭЛИС-112Na
Ионоселективные электроды серии ЭЛИС по материалу чувствительного элемента подразделяются на три основных типа: кристаллические, с ПВХ мембраной и стеклянные. В данной серии представлены электроды селективные к следующим ионам: Nh5+, K+, NO3-, Ca+2, Ag+, Cu+2, Cd+2, Pb+2, F-, Cl-, Br-, J-, Li+, Na+.
Натрий-селективные электроды выпускаются в нескольких модификациях различающихся техническими характеристиками и назначением. Так, например, электрод ЭЛИС-212Na предназначен для определения микроконцентраций ионов натрия (до 1 мкг/л) и может применяться в системах контроля воднохимического режима ТЭЦ.
Стеклянный лабораторный натрий-селективный электрод.
Подробнее ЭЛИС-131Ag
Лабораторный серебро-селективный электрод с кристаллической мембраной.
Подробнее ЭЛИС-131Br
Лабораторный бромид-селективный электрод с кристаллической мембраной.
Подробнее ЭЛИС-131Cl
Лабораторный хлорид-селективный электрод с кристаллической мембраной.
Подробнее ЭЛИС-131Cu
Лабораторный медь-селективный электрод с кристаллической мембраной.
Подробнее ЭЛИС-131J
Лабораторный иодид-селективный электрод с кристаллической мембраной.
Подробнее ЭЛИС-131Pb
Лабораторный свинец-селективный электрод с кристаллической мембраной.
Подробнее ЭЛИС-142Na
Стеклянный твердоконтактный лабораторный натрий-селективный электрод.
Подробнее ЭЛИС-212Na
Стеклянный промышленно-лабораторный натрий-селективный электрод для анализа малых концентраций.
Подробнее
org/Product»>
org/Product»>ЭЛИС-131CdЛабораторный кадмий-селективный электрод с кристаллической мембраной. | |
| Подробнее |
org/Product»>ЭЛИС-131FЛабораторный фторид-селективный электрод с кристаллической мембраной. | |
| Подробнее |
org/Product»>ЭЛИС-142LiСтеклянный твердоконтактный лабораторный литий-селективный электрод. | |
| Подробнее |
3. 1.2 Ионоселективные электроды
1.2 Ионоселективные электродыВ потенциометрических методах анализа часто применяют ионоселективные электроды (ИСЭ). Использование ионоселективных электродов расширяет область применения потенциометрии. Ионоселективными (мембранными, ионообменными) электродами называют электроды, на межфазных границах которых протекают ионообменные процессы. Работа ионообменных электродов определяется равновесным обменом ионов между мембраной и раствором, разностью потенциалов, возникающей на границе раздела фаз, а не электрохимической реакцией с переносом электронов.
Важной
характеристикой ИСЭ является коэффициент
селективности,
показывающий, во сколько раз электрод
более чувствителен к определенным
ионам, чем к посторонним (мешающим).
Выбрав подходящий материал, можно
создать мембранный электрод, обратимо
функционирующий относительно любого
типа ионов – как катионов (катионометрия),
так и анионов (анионометрия).
Важнейшей составной частью ионообменных электродов является полупроницаемая мембрана, которая представляет собой тонкую пленку, отделяющую внутреннюю часть электрода (где находится вспомогательный, внутренний раствор) от анализируемого раствора. Мембрана называется полупроницаемой, потому что обеспечивает прохождение через неё ионов одного знака (катионов или анионов), и, преимущественно, ионов одного сорта в присутствии других ионов с тем же знаком заряда. Это обеспечивает достаточно высокую селективность мембраны.
Внутренний раствор мембранного электрода должен содержать в постоянной концентрации ионы (т.е. определяемые ионы), по отношению к которым мембрана селективна, а также ионы, обеспечивающие устойчивый потенциал вспомогательного токоотводящего электрода сравнения в этом растворе.
Если полупроницаемую мембрану поместить между двумя растворами с разными концентрациями определяемого катиона
е. катионы из раствора
будут проникать в фазу мембраны и обратно
(для других катионов, например, К+2,
и анионов А— мембрана непроницаема). На рисунке 2
представлено схематическое изображение
мембранной ячейки, являющейся частью
мембранного ионоселективного электрода.Рисунок 2 — Схематическое изображение мембранной ячейки
1 – мембрана
2 — внешний (анализируемый) раствор
3, 4 – внешний и внутренний электроды сравнения
5 – внутренний (стандартный) раствор
Скорость обмена (переноса ионов) определяется различием в концентрации ионов (К+1) в обоих растворах. Если один из растворов – анализируемый (или внешний) имеет концентрацию С1 катиона К+1, а другой раствор – стандартный (или внутренний) – С2, то из-за различия в концентрациях ионов в растворе и в фазе мембраны возникают
(25)
(26)
Через
небольшой промежуток времени после
начала контакта мембраны с растворами
устанавливается динамическое равновесие,
характеризующееся равенством скоростей
переноса ионов и определенной разностью
потенциалов, препятствующей дальнейшему
перемещению ионов.
Поскольку концентрация
катионов К+1 во внутреннем растворе постоянна (С2= const),
то возникшая разность потенциалов
(потенциал мембранного электрода Ем)
будет зависеть только от концентрации С1 катиона К+1 в анализируемом растворе. Эта разность
потенциалов (ΔЕ)
может быть измерена относительно
стандартного электрода, погруженного
в тот же раствор, т е в соответствии с
уравнением Нернста:
(27)
Ионоселективные электроды изготавливают из разнообразных неорганических и органических веществ и материалов. ИСЭ классифицируются по агрегатному состоянию мембраны: твердые, жидкие и газочувствительные. Но независимо от того, какие мембраны — принцип действия всех ионоселективных электродов имеет общие закономерности.
1)
Электроды с твердой мембраной.
Электроды содержат мембрану из
малорастворимого кристаллического
вещества с ионным характером проводимости.
Перенос заряда происходит за счет
дефектов кристаллической решетки
(ионных вакансий, «дырок»). Селективность
твердых кристаллических мембранных
электродов обусловлена вакансионным
механизмом переноса заряда. Вакансии
заполняются только определенными
подвижными ионами в соответствии с их
характеристиками (форма, размер,
распределение заряда вакансии).
Распространенными электродами с твердыми
мембранами в аналитическом контроле
являются следующие электроды.
Фторидный электрод – один из важнейших, специфических электродов. Мембрана состоит из пластинки монокристалла фторида лантана LaF3 c добавкой европия Eu(II) (EuF2) для повышения электропроводности мембраны. Селективность такой мембраны обеспечивается строением кристаллической решетки. В мембране из монокристалла LaF3 ионы F— обладают высокой подвижностью, передвигаясь в кристаллической решетке согласно схеме:
LaF3 + вакансия (дырка) → LaF2+ + F— (28)
Таким
образом, добавление EuF2 увеличивает количество вакансий и,
следовательно, электропроводность
мембраны.
В результате этого гораздо
быстрее устанавливается равновесие в
системе электрод-раствор.
Ионоселективный
электрод с мембранной из сульфида
серебра применяют для измерения концентрации
ионов Ag+ и S2-.
На основе сульфида серебра изготавливают
различные галогенидные и металлочувствительные
электроды. Для этого в сульфид серебра
вводят галогениды серебра или сульфиды
меди, кадмия, свинца и некоторых других
металлов. Электроды на основе сульфида
серебра с добавкой соответствующего
галогенида серебра (галогенидные
электроды) чувствительны к ионам Cl—, Br—, I—, CN— и др. Введение в сульфид серебра других
металлов позволяет получить электрод,
чувствительный к ионам этих металлов
(металлочувствительные электроды),
внесенных со вторым сульфидом (Cd2+, Pb2+, Cu2+ и др.
).
Твердые мембраны могут быть изготовлены из различных материалов и разными способами. Например, составы мембран, изготовленных прессованием смесей порошков различных солей, представлены в таблице 2.
Таблица – 2 Мембраны из смесей порошков
Определяемый ион | Состав мембраны (Смеси порошков) |
Cl— (Br—, I—) | Ag2S/AgCl |
Cd2+ | Ag2S/CdS |
Pd2+ | Ag2S/PdS |
Cu2+ | Ag2S/CuS |
Первичным
является отклик мембраны на ион Ag+.
Чувствительность по отношению к другим
ионам определяется произведением
растворимости (ПР) соответствующей
соли, при этом величина произведения
растворимости этой соли должна превышать
соответствующую величину для Ag2S
(основы электрода).
В настоящее время электроды с твердыми кристаллическими мембранами изготавливают и без внутреннего раствора, используя прямой контакт металлического проводника и мембраны. Такие электроды называют твердотельными (или электродами с твердым контактом), они значительно удобнее в работе, чем электроды с внутренними растворами.
2) Жидкостные мембранные электроды. Жидкая мембрана — это слой жидкого органического вещества, которое не должно растворяться в исследуемом растворе. Устойчивость мембраны повышается, если органическая жидкость обладает ещё и высокой вязкостью.
Общее
свойство всех этих органических веществ
— способность селективно связывать
некоторые ионы небольшого размера.
При
этом образуются нейтральные ионогенные
группы с ионами противоположного знака
заряда (в жидком ионообменнике) или
заряженные комплексы с нейтральными
группами органической природы.
Селективность электрода зависит от
избирательности этого ионного процесса.
К электродам с жидкими мембранами
относятся электроды на основе жидких
катионитов и жидких анионитов.
В качестве жидких катионитов применяют соли с крупными органическими анионами (например, диалкилфосфаты), а жидких анионитов соли — с крупными гидрофобными катионами (например, тетраалкиламмонийные соли).
В
обмене ионов между водной фазой
(анализируемый раствор) и органической
фазой (электроднообменное вещество)
основную роль играют процессы экстракции
на границе их раздела. Обмен определенными
ионами, а именно ионная селективность,
достигается за счет различия в константах
распределения ионов, устойчивости
образующихся комплексов и различной
подвижности определяемого и мешающего
иона в фазе мембраны.
На сегодняшний день одним из лучших жидких электродов является К (калий) — селективный электрод с мембраной на основе валиномицина (органическое вещество). Этот электрод пригоден для решения сложной аналитической задачи — определения калия в присутствии 104-кратного избытка натрия.
3) Газовые (газочувствительные) электроды занимают особое место в потенциометрических методах анализа. Системы газового электрода применяются для определения газов (NH3, SO2, NO2, CO2, Н2S, различных газообразных органических веществ) растворенных в жидкостях.
Система
газового электрода включает ионоселективный
электрод и электрод сравнения,
контактирующие с небольшим объемом
вспомогательного
(приэлектродного)
раствора.
Этот раствор отделен от
исследуемого раствора прослойкой или
гидрофобной газопроницаемой мембраной.
В основе действия газовых электродов
лежат реакции с участием газов, например:
CO2 + H2O ↔ H+ + HCO3— (29) NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH— (32)
SO2 + H2O ↔ H+ + HSO3— (30) X2 + H2O ↔ 2H+ + XO— + X— (33)
2NO2 + H2O ↔ NO3— + NO2— + 2H+ (31) (где X – Cl, Br,I)
Вспомогательный
(приэлектродный) раствор взаимодействует
с определяемым видом газов, при этом
изменяется какой-либо его параметр,
например рН,
что и фиксирует ионоселективный электрод.
Отклик ионоселективного электрода
пропорционален парциальному давлению
определяемого компонента в анализируемом
газе.
Потенциометрические измерения с ионоселективными электродами обладают неоспоримыми преимуществами. В большинстве случаев проба не требует предварительной подготовки. Измерения можно проводить в непрозрачных растворах и даже вязких пастах. Внешний вид электродов представлен на рисунке 3.
Рисунок — 3 Ионоселективные электроды
Области
применения ИСЭ чрезвычайно разнообразны.
С их помощью можно решать как прикладные,
так и фундаментальные задачи. Это
изучение сложных равновесий, термодинамики
растворов электролитов (определение
коэффициентов активности), мониторинг
конкретных ионов в проточных системах
для автоматизированного контроля
производственных процессов и объектов
окружающей среды. ИСЭ успешно используют
для прямого экспрессного анализа,
потенциометрического титрования, в
системах автоматизированного контроля
(в том числе непрерывном проточном
анализе), широко применяют во всех
областях промышленного производства,
в том числе в металлургии, в анализе
объектов окружающей среды и сельского
хозяйства.
Ионоселективные электроды
Ионоселективные электроды– это электроды, которые состоят из двух фаз: ионита и раствора, а потенциал на границе раздела фаз возникает за счет ионообменного процесса, в результате которого поверхность ионита и раствора приобретают электрические заряды противоположного знака. Иониты обладают повышенной избирательной способностью по отношению к определенному виду ионов, находящихся в растворе, поэтому такие электроды и называют ионоселективными.
Все ионоселективные электроды в зависимости от агрегатного состояния ионита (мембраны) подразделяются на электроды с жидкими и твердыми мембранами.
В качестве жидких
мембран используют органические
жидкости: хлор – бензол, толуол, которые
не смешиваются с водой, не растворяют
ионогенное вещество, способное к обмену
с ионами данного вида в исследуемом
растворе.
К твердым мембранам относятся стеклянные, кристаллические: монокристаллы или прессованные пластинки труднорастворимого соединения и др.
В последнее время область применения ионоселективных электродов расширилась благодаря использованию фермента. Например, мочевина под действием уреазы превращается в ионNH+4. С помощью ионоселективного электрода, содержащего уреазу, можно анализировать раствор на содержание мочевины. В настоящее время используют электроды, содержащие ферменты для определения глюкозы, витаминов, антибиотиков, гормонов, аминокислот и др.
Стеклянный электрод
Стеклянные электроды изготавливают из стекла определенного состава. Стекло чаще всего представляет собой соединение диоксида кремния с щелочными и щелочно–земельными оксидами. В результате гидролиза силикатов на поверхности стекла образуется тонкая пленка геля поликремниевой кислоты, незначительно диссоциированной на ионы.
R–O–Si–OH ↔ R–O–Si–Oˉ+ H+
|| ||
О О
Анионы поликремниевой
кислоты R–OSiO2ˉ
сообщают отрицательный заряд поверхности
стекла.
Ионы водорода заряжают положительно
прилегающий к поверхности стекла слой
раствора. Степень диссоциации
поликремниевой кислоты зависит от
концентрации ионов водорода в растворе.
Одной из распространенных форм стеклянного электрода является стеклянная трубка, заканчивающаяся шариком (рис. ). Шарик заполнен раствором HCl, в который погружен вспомогательный х.с. электрод. Шарик погружают в исследуемый раствор и с помощью мостика стеклянный электрод соединяют с внешним электродом сравнения. Собранную таким образом цепь можно записать следующим образом:
Ag,AgCl|HCl(p)| стекло | исследуемый раствор ||KCl(p) ||KCl(p) |AgCl,Ag
внутренний φ2φ3φ4внешний электрод электрод
сравнения φ1сравнения
ЭДС этой цепи
определяется суммой :φ1+ φ2+ φ3+ φ4.
Скачки потенциалов φ1, φ2и φ4постоянны, следовательно, ЭДС цепи изменяется в зависимости от потенциала φ3, зависящей от рН исследуемого раствора.
Рис.8. Стеклянный электрод:
1 – шарик из стеклянной мембраны; 2 – раствор НСl; 3 – внутренний сереброхлоридный электрод; 4 – исследуемый раствор; 5 – агаровый мостик; 6 – раствор хлорида калия; 7 – внешний сереброхлоридный электрод
Электродная реакция сводится к обмену ионами водорода между двумя фазами – раствором и стеклом. В реакцию обмена вовлекаются и ионы щелочных металлов. Устанавливается равновесие
Н+(ст) + М+(р) ↔ Н+(р) + М+( ст)
Условие равновесия этой реакции выражается в законом действующих масс:
ан+(р) · ам+(ст)
Кобм =
ан+(ст) · ам+( р)
Размер этой
константы обмена зависит от свойств
стекла и температуры.
Исходя из предположения, что в стекле данного сорта сумма активностей ионов водорода и ионов щелочного металла постоянна, т.е.
ан+ (ст) + ам+ (ст) = а,
уравнение константы обмена можно представить в следующем виде:
ан+ (р)(а — ан+ (ст))
Кобм =
ан+ (ст) · ам+ ( р)
Решая это уравнение относительно ан+(р) / ан+(ст) , получим
ан+ (р) ан+ (р) + Кобм · ам+ ( р)
=
ан+ (ст) а
Потенциал стеклянного электрода (φ0) может быть выражен следующей зависимостью:
RT ан+ (р)
φст = φ˚ст + · ln
zF ан+ (ст)
Замена ан+(р)/ан+(ст) в уравнении электродного потенциала стекла его значением приводит к следующей зависимости:
RT
φст = φ˚ст + ln (ан+ (р) + Кобм · ам+ ( р)),
zF
где
RT/zF·ln(a)
входит стандартный потенциал стеклянного
электрода φ0.
Таким образом, в общем случае потенциал любого стеклянного электрода обусловливается двумя величинами – активностью ионов водорода и активностью щелочного металла. Если в растворе ан+(р) >> Кобм · ам+( р), то
RT RT
φст = φ˚ст + ·ln ан+ (р) = φ˚ст – 2,3 ·pH,
zF F
т.е. электрод обладает водородной функцией и поэтому может служить индикаторным электродом при определении рН.
Если в растворе ан+(р) << Кобм · ам+( р), то
RT RT
φст = φм = φ˚ст + ·ln Кобм + ·ln ам+ ( р),
zF zF
RT
или φм = φ˚м + ·ln ам+ ( р),
zF
во всех уравнениях z=1.
Стеклянный электрод с металлической функцией может использоваться в качестве индикаторного электрода для определения активности соответствующего щелочного металла. Таким образом, в зависимости от сорта стекла, точнее от величины константы обмена, стеклянный электрод может обладать водородной и металлической функциями.
METTLER TOLEDO Весы для лаборатории, производства и торговли
Измерительные приборы — это оборудование, используемое для точного определения различных параметров исследуемых объектов. Наша компания занимается …
Измерительные приборы — это оборудование, используемое для точного определения различных параметров исследуемых объектов. Наша компания занимается производством и обслуживанием контрольно-измерительных приборов и весового оборудования для различных отраслей промышленности.
Предлагаем купить измерительные приборы для оптимизации технологических процессов, повышения производительности и снижения затрат.
Точные инструменты позволят установить соответствие нормативным требованиям.
Мы осуществляем продажу измерительных приборов, предназначенных для исследовательской деятельности и научных разработок, производства продукции и контроля качества, логистики и розничной торговли. МЕТТЛЕР ТОЛЕДО предлагает следующие измерительные приборы для различных областей применения:
Лабораторное оборудование
Для научных и лабораторных исследований требуются высокоточные измерительные и аналитические приборы и системы. Они используются для взвешивания, анализа, дозирования, автоматизации химических процессов, измерения физических и химических свойств, концентрации газов, плотности, спектрального анализа веществ и рефрактометрии, химического синтеза, подготовки проб, реакционной калориметрии, анализа размеров и формы частиц. Специализированное программное обеспечение позволяет управлять процессами и получать наглядное отображение данных.
Лабораторное оборудование включают следующие системы:
Промышленное оборудование
Если вас интересуют промышленное измерительное оборудование, предлагаем купить подходящие системы для взвешивания, контроля продукции, решения логистических задач и транспортировки грузов.
Используйте точные приборы для стандартного и сложного дозирования, взвешивания в сложных условиях и взрывоопасной среде. Обеспечьте точность результатов с помощью поверочных гирь и тестовых образцов. Подключение периферийных устройств к приборам позволит регистрировать результаты и параметры взвешивания. Программное обеспечение с понятным интерфейсом оптимизирует процессы посредством управления оборудованием с ПК.
Ассортимент промышленных контрольно-измерительных приборов и инструментов включает:
Весы для магазинов и оборудование для розничной торговли
В сфере розничной торговли продовольственными товарами необходимы измерительные приборы и оборудование для взвешивания и маркировки товаров. Используйте весы для решения типовых задач, печати чеков и быстрого взвешивания, разгружающего поток покупателей. В сложных ситуациях пригодятся специализированные весовые системы с нетребовательным обслуживанием и уходом. ПО и документация упростят настройку системы и обучение персонала.
Вниманию покупателей предлагаются следующее оборудование для торговли:
Как купить весы МЕТТЛЕР ТОЛЕДО?
Чтобы купить оборудование на нашем сайте, оформите запрос в режиме онлайн в соответствующем разделе. Уточните задачу, которая должна быть решена с помощью требуемого прибора. Укажите контактные данные: страну, город, адрес, телефон, e-mail, название предприятия. Заполненная форма направляется специалисту компании, который свяжется с вами для уточнения ключевых моментов.
Сеть представительств METTLER TOLEDO для обслуживания и сервисной поддержки распространена по всему миру. В России отдел продаж и сервиса расположен в Москве. Региональные представительства по продажам находятся также в Казани, Ростове-на-Дону, Самаре, Екатеринбурге, Красноярске, Уфе, Хабаровске, Новосибирске.
Отправьте отзыв, задайте вопрос специалисту, свяжитесь с конкретным отделом. Воспользуйтесь онлайн-формой обратной связи или позвоните по указанному телефону офиса в выбранном регионе.
Консультанты ответят на каждое обращение и вышлют коммерческое предложение по индивидуальному запросу.
Страница не найдена — МЕТТЛЕР ТОЛЕДО
Приложения
Лабораторная точность и аналитическое взвешивание
Формулировка
Динамическое взвешивание
Измерение плотности
Дифференциальное взвешивание
Больше.
..
Дозирование
Подсчет
Передача данных
Наполнение, дозирование и выдача
Формулировка
Больше.
..
Загрязнение Обнаружение
Контроль заполнения пакетов & Осмотр
Содержание и качество упаковки Осмотр
Отслеживание и отслеживание и Сериализация
Статистический процесс и качество Контроль
Больше.
..
Биотехнологии и Гигиенические процессы
Химическая Процессы
Технологический газ / газ для хранения Аналитика
вода Очищение (Торнтон)
Сточные Воды Приложения
Больше.
..
Грузовая машина Взвешивание
Железнодорожное взвешивание
Автомобиль в движении Взвешивание
Упаковка и загрузка Планирование
Получение и профилирование товаров
Больше.
..
Приложения для термического анализа
Термический Ценности
Титрование Приложения
pH-измерение заявка
Влажность определения содержания
Больше.
..
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ГРУППА ХИМИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ
подготовил Войцех Вроблевски
Химические сенсоры — это миниатюрные аналитические устройства, которые могут предоставлять информацию в режиме реального времени и в режиме онлайн о присутствии определенных соединений или ионов в сложных образцах. Обычно процесс распознавания аналита сопровождается преобразованием химической информации в электрический или оптический сигнал.Среди различных классов химических сенсоров селективные электроды (ISE) являются одними из наиболее часто используемых потенциометрических сенсоров во время лабораторных анализов, а также в промышленности, управлении технологическими процессами, физиологических измерениях и мониторинге окружающей среды. Принцип работы ионоселективных электродов достаточно хорошо изучен и понят.
Ионоселективная мембрана — ключевой компонент всех потенциометрических датчиков ионов. Он устанавливает предпочтение, с которым датчик реагирует на аналит в присутствии различных мешающих ионов из образца.Если ионы могут проникать через границу между двумя фазами, тогда будет достигнуто электрохимическое равновесие, в котором образуются разные потенциалы в двух фазах. Если между двумя фазами может происходить обмен только одним типом иона, то разность потенциалов, образованная между фазами, определяется только активностями этого целевого иона в этих фазах. Когда мембрана разделяет два раствора с различной ионной активностью ( 1 и 2 ) и при условии, что мембрана проницаема только для этого одного типа иона, разность потенциалов (E) на мембране описывается уравнением Нернста. :
E = RT / zF · ln (a 2 / a 1 )
Если активность целевого иона в фазе 1 остается постоянной, неизвестная активность в фазе 2 ( 1 = x ) связана с (E) следующим образом:
E = RT / z x F · ln ( x / a 1 ) = const + S · log ( x )
, где S = 59.16 / z [мВ] при 298 К и z x — заряд аналита. Разность потенциалов может быть измерена между двумя идентичными электродами сравнения, размещенными в двух фазах. На практике измеряется разность потенциалов, т.е. электродвижущая сила, между ионоселективным электродом и электродом сравнения, помещенным в раствор образца. Примерная установка для измерения электродвижущей силы представлена на рисунке 1. Важно отметить, что это измерение при нулевом токе i.е. в условиях равновесия. Равновесие означает, что перенос ионов из мембраны в раствор равен переносу из раствора в мембрану. Измеренный сигнал представляет собой сумму различных потенциалов, генерируемых на всех границах раздела твердое тело-твердое тело, твердое тело-жидкость и жидкость-жидкость.
Рис.1 Измерительная установка ионоселективного электрода (ИСЭ)
Используя серию калибровочных растворов, можно измерить кривую отклика или калибровочную кривую ионоселективного электрода и построить график зависимости сигнала (электродвижущей силы) от активности анализируемого вещества.Типичная калибровочная кривая потенциометрического датчика, определенная таким образом, показана на рисунке 2. Линейный диапазон калибровочной кривой обычно применяется для определения активности целевого иона в любом неизвестном растворе. Однако следует отметить, что только при постоянной ионной силе сохраняется линейная зависимость между измеренным сигналом и концентрацией анализируемого вещества (из-за четкой взаимосвязи между активностью иона и концентрацией, возникающей в таких условиях).
Рис.2 Типовая калибровочная кривая ионоселективного электрода
Ионы, присутствующие в образце, для которых мембрана непроницаема (т. Е. Неселективна), не будут влиять на измеренную разность потенциалов. Однако мембраны, действительно селективной для одного типа иона и полностью неселективной для других ионов, не существует. По этой причине потенциал такой мембраны в основном определяется активностью первичного (целевого) иона, а также активностью других вторичных (мешающих) ионов.Влияние присутствия мешающих частиц в растворе пробы на измеренную разность потенциалов учитывается в формализме Никольского-Эйзенмана:
E = const + S · (журнал (a x ) + (z x / z y ) · журнал (K xy · a y ))
, где (a y ) — активность мешающего иона, (z y ) — его заряд и (K xy ) — коэффициент селективности (определяется эмпирически).
Свойства ионоселективного электрода характеризуются такими параметрами, как:
- Избирательность. Селективность — одна из наиболее важных характеристик электрода, поскольку она часто определяет, возможно ли надежное измерение в образце или нет. Коэффициент селективности (K xy ) был введен в уравнение Никольского-Эйзенмана. Чаще всего выражается в виде логарифма (K xy ). Отрицательные значения указывают на предпочтение целевого иона по сравнению с мешающим ионом.Положительные значения log Kxy указывают на предпочтение электрода мешающего иона. Коэффициенты экспериментальной селективности зависят от активности и способа их определения. Различные методы определения селективности можно найти в литературе. IUPAC предлагает два метода: метод раздельного решения (SSM) и метод фиксированных помех (FIM). Существует также альтернативный метод определения селективности, называемый методом согласованного потенциала (MPM). У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, и нет общих правил, указывающих, какой метод дает истинный результат.Методы, предложенные IUPAC с некоторыми мерами предосторожности, дадут значимые данные.
- Наклон линейной части измеренной калибровочной кривой электрода. Теоретическое значение согласно уравнению Нернста составляет: 59,16 [мВ / лог ( x )] при 298 K для однозарядного иона или 59,16 / 2 = 29,58 [мВ на декада] для двухзарядного иона. Полезный наклон можно рассматривать как 50-60 [мВ на декаду] (25-30 [мВ на декаду] для двухзарядного иона соответственно). Однако в некоторых приложениях значение наклона электрода не является критическим, и худшее значение не исключает его полезности.
- Диапазон линейного отклика. При высокой и очень низкой активности целевых ионов наблюдаются отклонения от линейности. Обычно калибровочная кривая электрода показывает линейный диапазон отклика от 10 -1 M до 10 -5 M.
- Предел обнаружения. Согласно рекомендации ИЮПАК предел обнаружения определяется поперечным сечением двух экстраполированных линейных частей ионоселективной калибровочной кривой. На практике предел обнаружения порядка 10 -5 -10 -6 M измеряется для большинства ионоселективных электродов.Наблюдаемый предел обнаружения часто определяется наличием других мешающих ионов или примесей. Если, например, использовать металлические буферы для устранения эффектов, которые приводят к загрязнению очень разбавленных растворов, можно повысить предел обнаружения до 10 -10 М.
- Время отклика. В более ранних рекомендациях ИЮПАК он определялся как время между моментом погружения ионоселективного электрода и электрода сравнения в раствор образца (или временем, когда концентрация ионов в растворе изменяется при контакте с ISE и электрод сравнения) и первый момент, когда потенциал ячейки становится равным своему установившемуся значению в пределах 1 [мВ] или достигает 90% от конечного значения (в некоторых случаях также 63% или 95%).Это определение можно расширить, чтобы рассмотреть дрейф системы. В этом случае второй момент времени определяется как момент, в который наклон ЭДС / времени становится равным предельному значению. Однако следует отметить, что единственная постоянная времени не описывает форму функции отклика электрода. Более того, во многих исследованиях определяется время отклика всей измерительной системы, что влияет на время отклика ISE.
Типичным для всех типов электродов, используемых в потенциометрических измерениях ионов, является ионно-чувствительная мембрана.Эту мембрану можно приготовить как:
- Твердая мембрана (например, стеклянная мембрана или кристаллическая мембрана)
- Жидкая мембрана (на основе, например, классического ионообменника, нейтрального или заряженного носителя)
- Мембрана в специальном электроде (газочувствительный или ферментный электрод). Обычно такая мембрана содержит компонент, селективный к аналиту, который отвечает за процесс распознавания.
По характеру участков связывания мембраны можно классифицировать как: мембраны, содержащие фиксированные участки, и мембраны, содержащие подвижные ионообменники или ионофоры (носители).Сайты связывания включены в матрицу мембраны, которая определяет внутреннюю полярность, липофильность, транспортные и другие механические свойства мембраны.
Электроды со стеклянной мембраной
Наиболее известным примером электродов этого типа является стеклянный электрод (pH-электрод), в котором фиксированные анионные участки создаются дефектами в мембране SiO 2 и катионными вакансиями из-за некремниевых составляющих стекла. Когда стеклянная мембрана подвергается воздействию воды, образуется толстый гидратный слой (5-100 нм), который демонстрирует улучшенную подвижность ионов.Концентрация анионного связывания оценивается между 3 и 10 М, что определяет широкий линейный диапазон калибровочной кривой ISE (обычно 2-12 pH). Мембрана изготавливается в виде баллона с типичной толщиной стенки 0,05–0,2 мм (оптимальная толщина является результатом компромисса между механическими свойствами и электрическим сопротивлением). Во время взаимодействия стеклогидратированной мембраны и раствора образца происходят два процесса (оба влияют на значение коэффициента селективности): ионный обмен и диффузия всех участвующих ионов.
Примером другого электрода со стеклянной мембраной является электрод, селективный к натрию (электрод pNa). Конструкция этого электрода практически идентична конструкции pH-электрода, за исключением используемого стекла (диоксид кремния с 10% Na 2 O и Al 2 O 3 ) и того факта, что внутренний раствор сравнения имеет фиксированная активность ионов натрия. Помехи со стороны катионов водорода и серебра велики, поэтому активность таких ионов должна поддерживаться примерно на четыре порядка ниже измеряемой активности ионов натрия.При надлежащих мерах предосторожности диапазон измеряемой активности простирается от 1 до 10 -8 М. Хотя электрод pNa нечувствителен к ионам, отличным от H + и Ag + , стеклянные мембраны селективны для других ионов (например, K + ) не построены.
Электроды с твердотельной мембраной
Другие типы мембран с фиксированными центрами включают монокристаллы малорастворимой соли и гетерогенные мембраны, в которых нерастворимая соль включена в какое-либо подходящее инертное связующее.Чтобы эти слои считались равновесными, необходимо использовать насыщенные растворы. На практике эти электроды применяются в ненасыщенных растворах, поэтому в этом случае нерастворимая мембрана медленно растворяется. Нерастворимые неорганические материалы, такие как: Ag 2 S, CuS, CdS, PbS, LaF 3 , AgCl, AgBr, AgI и AgSCN, все были протестированы как катионообменные мембраны, встроенные в тело электрода в виде монокристалла или диски для сжатого порошка. Эти материалы являются ионными проводниками, хотя их проводимость чрезвычайно мала и в основном происходит за счет миграции точечных дефектов в решетке.Время отклика этих мембран может быть увеличено за счет включения в решетку одновалентных ионов (например, селективная фторид-мембрана LaF 3 может быть легирована ионами Eu 2+ ). Датчики для обнаружения: Ag + , Cu2 + , Cd 2+ , Pb 2+ , S 2-, F —, Br —, I —, SCN Ионы — и CN — могут быть построены из таких мембран. Чувствительность к ионам этих электродов возникает из-за равновесия растворения на поверхности мембраны.Диапазоны измерения таких электродов лежат в пределах 1-10 -6 М, но часто встречаются интерференционные эффекты.
Было также доказано, что можно изготавливать датчики путем прямого контакта мембраны с проволокой (так называемые электроды с покрытием из проволоки) для образования омического контакта. Было обнаружено, что такие системы демонстрируют сложное поведение (временные и температурные зависимости), требующие частой повторной калибровки, но их чрезвычайно просто построить. Примером может служить селективный для серебра электрод, который был разработан путем прикрепления проволоки к задней части диска из графита / ПТФЭ, на передней стороне которого галогенид серебра втирается в поверхность.Другой пример электрода с покрытием из проволоки был приготовлен простым покрытием проволоки мембранной пленкой из ПВХ, содержащей ионообменник.
Электроды с жидкой мембраной
В дополнение к твердым мембранам могут использоваться несмешивающиеся жидкие (органические) фазы с ионообменными свойствами, при этом такие фазы стабилизируются относительно фазы внешнего раствора внутри полимерной или керамической мембраны. Основным компонентом электроактивной мембраны является нейтральное или заряженное соединение, которое способно обратимо образовывать комплекс ионы и переносить их через органическую мембрану путем перемещения носителя.Это соединение называется ионофором или ионным переносчиком. Есть два вида ионофоров: заряженные (обычно называемые жидким обменником) и нейтральные носители. Они подвижны как в свободной, так и в комплексной форме, поэтому подвижность всех частиц вместе с ионообменным равновесием является частью коэффициента селективности. Подвижные сайты связывания растворяются в подходящем растворителе и обычно захватываются матрицей из органического полимера (геля). Измерения ионной активности выполняются преимущественно в водной среде, поэтому все составляющие мембраны липофильны.Следовательно, первичным взаимодействием между ионом в воде и липофильной мембраной, содержащей ионофор, является процесс экстракции.
Типичные полимерные мембраны основаны на пластифицированном поливинилхлориде (ПВХ) и содержат примерно 66% пластификатора и 33% ПВХ. Такая мембрана очень похожа на жидкую фазу, потому что коэффициенты диффузии для растворенных низкомолекулярных ионофоров составляют порядка 10 -7 -10 -8 см 2 / S .К мембране добавляется соответствующий пластификатор, чтобы обеспечить подвижность свободного и сложного ионофора. Он определяет полярность мембраны и обеспечивает подходящие механические свойства мембраны. Ионофор обычно присутствует в количестве 1% (приблизительно 10 -2 М), что относительно мало по сравнению со стеклянным электродом. Катионоселективная мембрана может содержать соль липофильного аниона и гидрофильного катиона (добавку), что улучшает характеристики мембраны.Хотя другие полимеры, такие как полисилоксан, полистирол, ПММА, полиамид или полиимид, могут использоваться в качестве мембранной матрицы, ПВХ является наиболее широко используемой матрицей из-за простоты изготовления мембраны.
Среди ионных носителей электрически нейтральные ионофоры нашли широкое применение в качестве компонентов в ионоселективных жидкостных мембранных электродах, например в клинической химии, электрофизиологии, как детекторы в ионной хроматографии, в высокоселективных транспортных процессах через искусственные мембраны (также биологические мембраны).В результате внедрения природных, а также синтетических ионофоров в ионоселективные мембраны были разработаны ИСЭ для прямого измерения различных катионов и анионов.
Электроды с модифицированной мембраной
Дополнительная селективность может быть достигнута с помощью композитных мембран, в которых фермент, присутствующий во внешней части мембраны, катализирует определенную химическую реакцию с образованием ионов продукта. Эти ионы могут быть обнаружены внутренней ионоселективной мембраной. Хорошо известным примером является селективное обнаружение мочевины с использованием уреазы в качестве ферментного катализатора.Образующийся аммиак затем может быть обнаружен аммиаком или селективным по аммонию электродом, описанным выше. Точно так же ферментные реакции, генерирующие протоны, можно отслеживать с помощью стеклянных или других протон-селективных мембран. Существует множество ферментных электродов, которые могут быть изготовлены таким образом, с субстратами, включая алифатические спирты, ацетилхолин, амигдалин, аспарганин, глюкозу, глутамин, пенициллин и другие.
Модифицированный электрод может быть выполнен также как потенциометрический датчик газа.Первоначальная концепция была разработана для измерения углекислого газа (электрод Северингхауса), но принцип, по которому работает этот электрод, является общим для других газовых сенсоров для обнаружения: NH 3 , SO 2 , NO 2 , HCN и т. Д. Эти электроды основаны на измерении локального изменения активности ионов, вызванного проникновением молекул газа (через гидрофобную газопроницаемую мембрану) во внутреннее электродное отделение и их последующим взаимодействием с внутренним раствором.В случае электрода CO 2 механизм может быть описан серией равновесий: распределение молекул газа между образцом и электродом (равновесие растворимости) и их гидролиз внутри внутреннего раствора (например, 0,1 М NaHCO 3 ), что влияет на pH этого раствора. Изменение pH регистрируется внутренним pH-электродом (также может применяться электрод, избирательный к бикарбонату). Важно отметить, что если обнаруженная разновидность представляет собой ион водорода, то все кислотные / основные разновидности будут мешать.Повышенная селективность достигается за счет соответствующего выбора внутреннего электрода и дифференциальной газопроницаемости гидрофобной мембраны.
Ионодные электроды — теория ионной селективности
Главное меню
- Главная
- Продукция
- pH
- Research
- Электропроводность
- Ионно-селективная
- Ссылка
- ORP / Metal
- Специальные продукты
- 9015 9016 9015 9015 OEM Theory Theory
- Теория ОВП
- Теория ионной селективности
- Теория проводимости
- Серия IJ
- Гарантия
- SDS
- Часто задаваемые вопросы
- Загрузки
- 9015 9019 9019 9016 9015 Ионодные электроды
+61 7 3848 1660
[адрес электронной почты защищен]Где купить
- Дом
- Продукция
- pH
- Исследование
- Проводимость
- Ионный селективный
- Справка
- ORP / Металл
- Специальные продукты
- OEM / Custom / бассейн
- Теория
Ионоселективный электрод
Ионоселективный электрод ( ISE ), также известный как специфический ионный электрод ( SIE ), является преобразователем (или датчиком), который преобразует активность определенного иона, растворенного в растворе, превращается в электрический потенциал, который можно измерить с помощью вольтметра или pH-метра.Напряжение теоретически зависит от логарифма ионной активности согласно уравнению Нернста. Чувствительная часть электрода обычно представляет собой ионно-специфическую мембрану вместе с электродом сравнения. Ионоселективные электроды используются в биохимических и биофизических исследованиях, где требуются измерения концентрации ионов в водном растворе, обычно в режиме реального времени.
Типы ионоселективных мембран
Существует четыре основных типа ионоселективных мембран, используемых в ионоселективных электродах: стеклянные, твердотельные, жидкие и составные.
Стеклянные мембраны
Стеклянные мембраны изготавливаются из стекла ионообменного типа (силикатного или халькогенидного). Этот тип ИСЭ имеет хорошую селективность, но только для нескольких однозарядных катионов; в основном H + , Na + и Ag + . Халькогенидное стекло также обладает селективностью к двухзарядным ионам металлов, таким как Pb 2+ и Cd 2+ . Стеклянная мембрана обладает превосходной химической стойкостью и может работать в очень агрессивных средах. Очень распространенным примером этого типа электродов является стеклянный pH-электрод.
Кристаллические мембраны
Кристаллические мембраны изготовлены из моно- или поликристаллитов одного вещества. Они обладают хорошей селективностью, потому что только ионы, которые могут проникнуть в кристаллическую структуру, могут повлиять на отклик электрода. Селективность кристаллических мембран может быть как по катиону, так и по аниону мембранообразующего вещества. Примером может служить селективный электрод фторида на основе] мембран из ионообменной смолы.
В основе ионообменных смол лежат специальные органические полимерные мембраны, содержащие специфическое ионообменное вещество (смолу).Это наиболее распространенный тип ионоспецифического электрода. Использование специальных смол позволяет изготавливать селективные электроды для десятков различных ионов, как одноатомных, так и многоатомных. Они также являются наиболее распространенными электродами с анионной селективностью. Однако такие электроды обладают низкой химической и физической прочностью, а также «временем жизни». Примером может служить селективный калиевый электрод на основе валиномицина в качестве ионообменного агента.
Строительство
Эти электроды изготавливаются из стеклянных капиллярных трубок диаметром примерно 2 миллиметра, большими партиями за раз.Поливинилхлорид растворяют в растворителе и добавляют пластификаторы (обычно фталаты) стандартным способом, используемым при изготовлении чего-либо из винила. Для обеспечения ионной специфичности к раствору добавляют определенный ионный канал или носитель; это позволяет иону проходить через винил, что предотвращает прохождение других ионов и воды.
Один конец куска капиллярной трубки длиной около дюйма или двух погружают в этот раствор и удаляют, чтобы винил затвердел в пробке на этом конце трубки.С помощью шприца и иглы трубку с другого конца наполняют раствором соли, и ее можно хранить в ванне с раствором соли в течение неопределенного периода времени. Для удобства использования открытый конец трубки через плотное уплотнительное кольцо вставляется в трубку несколько большего диаметра, содержащую тот же раствор соли, со вставленным серебряным или платиновым электродом. Таким образом, новые наконечники электродов можно очень быстро заменить, просто сняв старый электрод и заменив его новым.
Приложения
При использовании электродный провод подсоединяется к одному выводу гальванометра или pH-метра, другой вывод которого подсоединяется к электроду сравнения, и оба электрода погружаются в тестируемый раствор.Прохождение иона через винил через носитель или канал создает электрический ток, который регистрируется гальванометром; путем калибровки по стандартным растворам различной концентрации можно оценить концентрацию ионов в испытуемом растворе по показаниям гальванометра.
На практике есть несколько факторов, влияющих на это измерение, и разные электроды из одной партии будут отличаться по своим свойствам. Утечка между винилом и стенкой капилляра, тем самым позволяя прохождение любых ионов, приведет к тому, что показания измерителя будут показывать незначительные изменения между различными калибровочными растворами или не будут показывать их вообще, и требуют выброса этого электрода.Точно так же при использовании ионно-чувствительные каналы в виниле постепенно блокируются или инактивируются иным образом, что приводит к потере чувствительности электрода. Отклик электрода и гальванометра чувствителен к температуре, а также «дрейфует» со временем, что требует частой повторной калибровки во время серии измерений, в идеале, по крайней мере, одного калибровочного образца до и после каждого испытательного образца. С другой стороны, после погружения в раствор существует «время оседания», которое может составлять пять минут или даже больше, прежде чем электрод и гальванометр уравновесятся до нового показания; поэтому время считывания имеет решающее значение для нахождения наиболее точного «окна» после того, как ответ установился, но до того, как он заметно сдвинулся.
Ферментные электроды
Ферментные электроды определенно не являются истинными -ионными -селективными электродами, но обычно рассматриваются в рамках темы ионно-специфических электродов. Такой электрод имеет механизм «двойной реакции» — фермент реагирует с определенным веществом, и продукт этой реакции (обычно H + или OH —) обнаруживается истинным ионоселективным электродом, таким как pH-селективные электроды. Все эти реакции происходят внутри специальной мембраны, которая покрывает настоящий ионоселективный электрод, поэтому ферментные электроды иногда считаются ионоселективными.Примером являются электроды, селективные для глюкозы.
Помехи
Наиболее серьезная проблема, ограничивающая использование ионоселективных электродов, — это помехи от других нежелательных ионов. Никакие ионоселективные электроды не являются полностью ион-специфичными; все они чувствительны к другим ионам, имеющим аналогичные физические свойства, до степени, которая зависит от степени подобия. Большинство этих помех достаточно слабые, чтобы ими можно было пренебречь, но в некоторых случаях электрод может быть гораздо более чувствительным к мешающему иону, чем к желаемому иону, требуя, чтобы мешающий ион присутствовал только в относительно очень низких концентрациях или полностью отсутствовал. .На практике относительная чувствительность каждого типа ионно-специфического электрода к различным мешающим ионам обычно известна и должна проверяться в каждом случае; однако точная степень помех зависит от многих факторов, препятствующих точной корректировке показаний. Вместо этого расчет относительной степени помех по концентрации мешающих ионов может использоваться только в качестве руководства для определения того, позволит ли приблизительная степень помехи проводить надежные измерения, или же необходимо будет изменить дизайн эксперимента, чтобы уменьшить эффект мешающих ионов.Нитратный электрод имеет различные ионные помехи, т.е. перхлорат, йодид, хлорид и сульфат. Эти помехи заметно различаются по степени воздействия. Таким образом, перхлорат дает ответ, который примерно в 50 000 раз больше, чем такое же количество нитрата, в то время как 1000-кратное увеличение сульфата дает ошибку в считывании примерно 10%. [1] Хлорид вызывает ошибку 10%, когда присутствует примерно в 30 раз превышающем уровень нитрата, но может быть удален добавлением сульфата серебра. # D.У. Рич, Б. Григг, Г. Х. Снайдер, (2006) «Определение аммония и нитратов с помощью газоочувствительного аммиачного электрода». Общество почвоведения и растениеводства Флориды (Proceedings, Vol. 65): 1-4
Внешние ссылки
Практические методы ISE
Методы ISE
ISE может измерять концентрацию ионов в образцах от очень высоких значений (> 1000 ppm) до очень низких уровней ( Прямой анализПотенциалы электродов пробы (Mv) сравниваются с потенциалом эталонов с добавлением регуляторов ионной силы (ISA) как к стандартам, так и к пробам.Однако измеритель MV / ION должен быть сначала откалиброван по крайней мере с тремя стандартами, а концентрация считана с калибровочной кривой зависимости концентрации от MV. Концентрации также могут быть считаны непосредственно с измерителя в любых единицах концентрации, таких как молярность, ppm или процент.
Инкрементальные методы
Это методы внесения добавок, добавления стандарта к образцу или образца к стандартам. Это стандартное добавление или известное добавление (KA), известное вычитание или стандартное вычитание (KS), добавление образца или добавление аналата (AA), вычитание образца или вычитание аналата (AS).
Отношение стандарта к образцу 1: 100 является оптимальным. Для моновалентного электрода добавление стандарта должно привести к изменению напряжения на 15–30 мВ. Для двухвалентного электрода приемлемо изменение на 7–10 мВ.
Однако для инкрементальных методов необходимо указать определенные входные данные, чтобы получить прямые показания счетчика.
Например, требуемые входные данные для образца объемом 50 мл с известным добавлением:
Наклон = 58 мВ
Объем образца = 50 мл
Стандартный объем = 10 мл
Объем ISA = 50 мл
Стандартная концентрация = 100 ppm
Измеритель (Accumet AR-50) предложит вам ввести соответствующие параметры в нужное время.
Эти методы кратко изложены в таблице I ниже.
Инкрементные методы
| Параметр | Известное дополнение | Известное вычитание | Добавление анлата | Вычитание аналата |
| Обнаруживает ли электрод непосредственно анализируемые виды | Есть | Есть | Есть | №№ Образец вида пестицидов или комплексов Стандартные виды |
| Считывает ли электрод стандартные частицы | Есть | №Стандартные образцы осадков или комплексов | Есть | Есть |
| Раствор, в котором измеряется начальный потенциал электрода | Известный объем раствора образца (обычно 100 мл) | Известный объем стандартного раствора (обычно 100 мл) от 0,01 x до 0,1 x ожидаемой концентрации образца | ||
| Используемое приращение | Известный объем стандартного раствора (обычно от 1 до 10 мл) От 100 до 10 ожидаемой концентрации образца | Известный объем раствора образца (обычно от 1 до 10 мл) | ||
| Раствор, в котором измеряется конечный потенциал электрода | Раствор образца плюс стандартный раствор | Стандартный раствор плюс раствор образца | ||
Растворы для наполнения ISE и регуляторы ионной силы
| Электрод | Диапазон концентраций | Диапазон pH | Заливочный раствор | Буфер / ISA |
| Аммиак | 1.От 0 до 5 x 10 -7 M 17000 до 0,01 частей на миллион | 11–13 | 0,1 M NH 4 Cl 0,5349 г / 100 мл | 10M NaOH 400 г / л |
| Кальций | от 1,0 до 5 x 10 -7 M 40,100 до 0,02 частей на миллион | 6–8 | 0,1M KCl 0,7455 г / 100 мл | 1M KCl 74,55 г / л |
| Хлорид | от 1,0 до 5 x 10 -5 M от 35500 до 1,8 стр / мин | 2–11 | 10% KNO 3 10 г / 100 мл | 5М КНО 3 424.97 г / л |
| фторид | насыщенный до 10 -6 M насыщенный до 0,02 частей на миллион | 5–8 | 10% KNO 3 10 г / 100 мл | TISAB |
| Нитрат | от 1,0 до 7 x 10 -6 M от 14000 до 0,01 частей на миллион | 3–10 | 0,4 M NH 4 SO 4 0,5286 г / 100 мл | 2M (NH 4 SO 4 ) 2 264,28 г / л |
| Калий | 1.От 0 до 10 -6 M от 39000 до 0,01 частей на миллион | 3–10 | 0,1 М NaCl 0,5844 г / 100 мл | 1M NaCl 58,44 г / л |
| Серебро | от 1,0 до 10 -7 M 107,900 до 0,01 ppm как Ag + | 2–9 | 10% KNO 3 10 г / 100 мл | 5M KNO 3 424,97 г / л |
| Сульфид | от 1,0 до 10 -7 M от 32,100 до 0,003 частей на миллион как S — | 13–14 | 10% KNO 3 10 г / 100 мл | SAOB |
| Натрий | насыщено до 10 6 M насыщено до 0.02 страниц в минуту | 9–10 | 10% KNO 3 10 г / 100 мл | 1M NH 4 OH 35 мл / л |
СПЕЦИАЛЬНЫЕ БУФЕРЫ ISE
ISA и заполняющие растворыВсегда используйте рекомендованные ISA и заполняющие растворы для данного ионоселективного электрода. См. Таблицу II ниже.
Используемые объемы ISA
Для фторидных и серебряных электродов: добавьте 50 мл ISA к пробе и стандарту объемом 50 мл.
Для нитритовых и углекислотных электродов добавьте 10 мл ISA к 100 мл образца и стандарта.
Для всех остальных электродов: добавьте 2 мл ISA к 100 мл образца и стандарта.
TISAB II (регулятор общей ионной силы)
Используется для низкого уровня F (-) , -5M)
Требуется соль
CDTA: транс 1,2, диаминоциклогексан N, N, N1, N1-тетрауксусная кислота, также известная как циклогексилендинитротетрауксусная кислота или циклогексилендиаминтетрауксусная кислота):
C 6 H 10 {N (CH 2 CO 2 H) 2 } 2 .xH 2 O:
FW = 364.34
Растворите 4 г ЦДТА вместе с 57 мл ледяной уксусной кислоты и 58 г NaCl примерно в 500 мл дистиллированной воды и с помощью pH-метра установите pH в диапазоне от 5 до 5,5, добавив 5 М NaOH (200 г / л), и разбавьте на 1 литр дистиллированной воды (около 130 мл NaOH).
TISAB III
Растворите 300 г цитрата натрия. 2H 2 O (FW = 294,10), 22 г CDTA и 60 г NaCl в 1 литре воды.
Используйте 10% буфер на стандарт объема и образец. (добавьте 5 мл TISAB III к 50 мл объема стандарта и образца).
TISAB IV
Комплексы с содержанием железа или алюминия более 100 ppm в присутствии 1 ppm F (-)
Растворить 84 мл конц. HCl, 242 г ТРИС (гидроксиметиламинометана и 239 г тартрата натрия (FW = 230,08) в примерно 500 мл воды, охладите, перенесите в мерную колбу объемом 1 л и доведите до отметки.
Используйте объем 1: 1 до стандарта и образец.
Альтернативный препарат для TISAB.
Растворить 58,44 г NaCl, 61,50 г ацетата натрия, 0.29 г цитрата натрия и 15 мл уксусной кислоты на 1 литр дистиллированной воды.
SAOB (сульфидный антиоксидантный буфер.)
(Требуемая соль — это аскорбиновая кислота FW = 176,12; 0,2 М в 2М NaOH). Растворите 36 г аскорбиновой кислоты и 80 г NaOH в одной примерно 600 мл дистиллированной воды, добавьте 67 г динатрия ЭДТА, перемешайте и доведите до 1 литра. Выбросьте и сделайте свежий раствор, когда цвет изменится на коричневый.
Аскорбиновая кислота замедляет окисление в воздухе измеряемых веществ, делает раствор основным для измерения и регулирует ионную силу.Используйте соотношение пробы и стандарта к SAOB 1: 1.
См. Также: преобразование ppm
| Типы электродов | 10 -3 M равно | 1 часть на миллион равно | Типы электродов | 10 -3 M равно | 1 часть на миллион равно |
| Алюминий | 27,0 частей на миллион | 3,7 x 10 -5 M | Фторид | 19,0 частей на миллион | 5,2 x 10 -5 M |
| Аммиак | 17.0 страниц в минуту | 5,9 x 10 -5 M | Твердость, как CaCO 3 | 100 частей на миллион | 1,0 x 10 -5 M |
| Аммиак, как N | 14,0 частей на миллион | 7,1 x 10 -5 M | Йодид | 127 частей на миллион | 0,79 x 10 -5 M |
| Аммоний | 18,0 частей на миллион | 5,6 x 10 -5 M | Свинец | 207 частей на миллион | 0.48 x 10 -5 M |
| Бор | 10,8 частей на миллион | 9,3 x 10 -5 M | Магний | 24,3 частей на миллион | 4,1 x 10 -5 M |
| Бромид | 79,9 частей на миллион | 1,3 x 10 -5 M | Меркурий | 200 частей на миллион | 0,50 x 10 -5 M |
| Кадмий | 112,0 частей на миллион | 0,89 x 10 -5 M | Никель | 58.7 страниц в минуту | 1,7 x 10 -5 M |
| Кальций | 40,1 частей на миллион | 2,5 x 10 -5 M | Нитрат | 62,0 частей на миллион | 1,6 x 10 -5 M |
| Кальций, как CaCO 3 M | 100 частей на миллион | 1,0 x 10 -5 M | Нитрат, как N | 14,0 частей на миллион | 7,1 x 10 -5 M |
| Двуокись углерода | 44 страниц в минуту | 2.3 x 10 -5 M | Перхлорат | 99,5 частей на миллион | 1,0 x 10 -5 M |
| Карбонат, как CaCO 3 | 100 частей на миллион | 2,8 x 10 -5 M | Калий | 39,1 частей на миллион | 2,6 x 10 -5 M |
| Хлорид | 35,5 частей на миллион | 2,8 x 10 -5 M | Фосфор, as P 2 O 5 | 70.9 страниц в минуту | 1,4 x 10 -5 M |
| Хлор | 70,9 частей на миллион | 1,4 x 10 -5 M | Серебро | 107,9 частей на миллион | 0,93 x 10 -5 M |
| Хром | 52,0 частей на миллион | 1,9 x 10 -5 M | Натрий | 23,0 частей на миллион | 4,4 x 10 -5 M |
| Хром в виде CrO 4 = | 116 частей на миллион | 0.86 x 10 -5 M | Сульфат | 96,1 частей на миллион | 1,0 x 10 -5 |
| Кобальт | 58,9 частей на миллион | 1,7 x 10 -5 M | сульфид | 32,1 частей на миллион | 3,1 x 10 -5 M |
| Медь | 63,5 частей на миллион | 1,6 x 10 -5 M | Диоксид серы | 64 стр / мин | 1,6 x 10 -5 M |
| Цианид | 26.0 страниц в минуту | 3,8 x 10 -5 M | цинк | 65,4 частей на миллион | 1,5 x 10 -5 M |
Ссылки:
1. Orion Research «Руководство по аналитическим методам» (1977)
2. Denver Instruments Co. «ISE Filling solutions и ISA»
3. Moody GJ и Thomas JDR (1971) Selective Ion Sensitive Electrodes, Merrow (Bath, UK)
delloyd.50megs.com
Лучшие ионоселективные электроды — отличные предложения на ионоселективные электроды от мировых продавцов ионоселективных электродов
Отличные новости !!! Вы обратились по адресу ионоселективные электроды.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.
Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.
AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эти лучшие ионоселективные электроды в кратчайшие сроки станут одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили ионоселективные электроды на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.
Если вы все еще не уверены в ионоселективных электродах и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.
А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, мы думаем, вы согласитесь, что вы получите ion selective electrodes по самой выгодной цене.
У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.
.